[發明專利]一種煤礦開采底板遇斷層產生突水通道的防治方法

有效

• 申請號: 201610330340.X
• 申請日: 2016-05-13
• 公開（公告）號: CN106050185B
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 孫文斌;周少良;朱霞;杜厚謙;張士川;王學武
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: E21B33/13
• 分類號: E21B33/13;C04B28/00;C04B12/04;C04B18/08;C04B18/14;C04B24/28;C04B22/12
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技術領域

本發明涉及煤礦防治水技術領域，更具體的涉及一種煤礦開采底板遇斷層產生突水通道的防治方法。

背景技術

礦井突水事故的發生輕者使突水工作面關閉停產，造成礦井接續緊張，礦井排水費用急增，嚴重影響礦井正常生產；重者可能會造成淹井事故，危及國家財產和人民生命安全。據統計，煤礦底板突水80％左右是由于斷層引起，因此，研究由于斷層引發的底板突水問題的防治技術方法，對于煤礦安全具有十分重要的意義。

含斷層的底板發生突水，主要是由于采動導致底板破壞帶裂隙發育、貫通，形成突水通道，溝通到導水斷層導致災害發生。尤其是在深部開采，采場圍巖具有高地應力，支承壓力增加更為顯著，加劇了采場底板原有裂隙和結構面的擴展、錯動及貫通，加大了完整巖石帶新裂隙產生的數量和范圍，使得突水通道的形成具有瞬時性、復雜性。同時，深部承壓水水壓增大，甚至達十幾兆帕(如豫中礦區馬陵山礦)，高承壓水影響作用加劇了底板的破壞、加速了突水通道的形成，均使得斷層底板突水表現出突水災變的瞬時性、差異性。這些問題的集中表現，導致斷層底板突水防治困難加大，給斷層底板突水防治帶來了新的挑戰。

目前，針對煤礦底板突水問題，采用的主要防治技術有底板隔水層加固等措施。針對底板隔水層加固方面，主要采用注漿加固的方法。本身底板隔水層注漿加固技術的施工難度較大，操作中不易掌控，效果也難以把握。尤其進入煤礦深部開采，更是存在以下幾方面的不足：

1、深部圍巖地質條件復雜。深部圍巖地質條件存在多變性，所需注漿壓力增大，如有不當，則注漿難以充分充滿裂隙，且深部巖體具有高應力，即使注漿加固完畢后，又容易在應力作用下再產生新的節理裂隙，并互相貫通。

2、高巖溶水壓大，導水斷層引發災變后突水具有瞬時性、突發性，水壓大、水量大，單純注漿加固無法實施，必須采用“降壓封堵”的思路。

3、傳統的注漿加固技術，往往只是針對底板隔水層，面對地質構造，尤其是斷層導水后裂隙溝通突水，注漿后因為未能有效控制源頭，容易再次產生其他突水路徑，造成效果不理想。

發明內容

本發明的目的提供一種煤礦開采底板遇斷層產生突水通道的防治方法，旨在解決深部煤礦開采底板受斷層影響發生突水的防治問題。

本發明是這樣來實現的，一種煤礦開采底板遇斷層產生突水通道的防治方法，包括如下步驟：

1)對回采工作面附近底板巖層進行探測；

2)由工作面超前順槽底板打鉆孔a，并下套管A；

3)由工作面超前順槽底板打鉆孔b，并下套管B；

4)利用排水泵通過套管A往外排水，注漿泵通過套管B將注漿堵水材料高壓打入斷層裂隙帶進行注漿堵水；

5)在進行步驟4)排水、注漿堵水的同時，監測套管A排水處水壓力變化，當套管A排水壓力增大而后趨于穩定，且套管B反漿穩定時，停止套管B的注漿工作；

6)套管A改接注漿泵，高壓注入注漿堵水材料；

7)套管A反漿穩定時，停止套管A的注漿工作；

8)在順槽鉆孔a、b中心點附近前、后、左、右四處，打鉆孔c、d、e、f；

9)對鉆孔a、b、c、d、e、f注入注漿固化材料。

本發明的特點還在于，在步驟1)中，利用瞬變電磁、地質雷達物探手段對回采工作面附近底板巖層進行探測，探明斷層地質構造位置特征、底板破壞帶范圍，監測分析出底板破壞帶與斷層地質構造溝通的突水通道路徑空間位置。

本發明的特點還在于，鉆孔a是由工作面超前順槽底板沿斷層走向打入底板破壞帶與斷層溝通處下方6-13m處，套管A的一端導入斷層，另一端接軟管連接排水泵，套管A開口處距底板鉆孔2m的距離，套管外徑為鉆孔孔徑的80％～90％。

本發明的特點還在于，鉆孔b是由工作面超前順槽底板沿斷層走向打入裂隙與斷層溝通處，套管B一端導入斷層，另一端接軟管連接注漿泵，套管B開口處距底板鉆孔2m的距離，套管外徑為鉆孔孔徑的80％～90％。

本發明的特點還在于，所述鉆孔a的孔徑開始為12cm，鉆孔a過底板破壞帶后孔徑減小為10cm；所述鉆孔b的孔徑開始為12cm，鉆孔b過底板破壞帶后孔徑減小為10cm；所述套管A、B均為無縫鋼管。

本發明的特點還在于，鉆孔c、d、e、f延伸方向與a、b孔相同，孔深為鉆孔a、b孔深的40％～70％。

本發明的特點還在于，所述注漿堵水材料的原料組成及質量比為：水泥1∶硅灰1～1.3∶水玻璃0.25～0.5∶氯化鈣0.80～1.1∶鈉鹽速凝劑0.1～0.2∶聚氧化乙烯0.01～0.03∶水3～4.2。